[发明专利]考虑拘束的中心裂纹拉伸试样的孕育期预测方法

说明书

本发明公开了一种考虑拘束的中心裂纹拉伸试样的孕育期预测模型和方法，本发明利用大量模拟数据，拟合公式，提出了中心裂纹拉伸试样的孕育期预测方法。本发明的有益效果是:简化了中心裂纹拉伸试样的孕育期预测方法，并且考虑拘束参量，预测数据更加准确可靠。

技术领域

本发明涉及考虑拘束影响的中心裂纹拉伸试样(MT)的孕育期预测工程临界评价，或者，就是确定中心裂纹拉伸试样(MT)在含裂纹下时，评价此中心裂纹拉伸试样的孕育期。

背景技术

高温环境下服役的部件设备，在生产和服役的过程中难免会产生各种缺陷。蠕变裂纹的萌生和扩展是含缺陷高温构件的一个主要失效机制，并导致其在设计寿命之前失效。而蠕变裂纹的孕育期在高温部件的服役寿命中占有很大比重，为了确保高温环境下服役的部件的可靠性，对蠕变裂纹孕育期的研究也就显得愈加重要。蠕变萌生定义为显微裂纹(或孔洞)首次连接形成主要裂纹的时间。而孔洞和显微裂纹的产生和长大连接过程称为损伤。大量的理论和实验证明，蠕变裂纹萌生以及扩展是造成服役管道失效的主要原因。

国外学者提出了基于韧性耗散模型改进后的孕育期预测模型，该模型考虑了在不同应力状态下所发生的蠕变萌生。但是该预测模型的应用涉及大量复杂计算过程和具有一定保守性，对于实际的构件的应用还有一定局限。而且结构的拘束效应对孕育期的影响并未得到研究；近些年来科研人员对于拘束效应对蠕变裂纹扩展的影响进行了大量的研究。拘束效应广泛的存在于加工制造的高温部件中，并且对部件的服役寿命造成了重大影响。所以，亟需提出一个有效的计算高温不同构件中考虑拘束影响的孕育期预测模型，以简化工程应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种考虑拘束的中心裂纹拉伸试样的孕育期预测方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

本发明的考虑拘束的中心裂纹拉伸试样的孕育期预测方法，包括以下步骤：

步骤1：确定中心裂纹拉伸试样的拘束参量Q*、应力强度因子K，其中：Q*为无量纲参数，K的单位为MPa·mm^1/2；

步骤2：将步骤1中的Q*、K代入代入下述关系式式(I)中，计算得到孕育期t_i，其中t_i的单位为h：

(I)中：A₂＝21236356K^-3.43846

(I)中：B₂＝0.000108629+0.0000117577K。

优选的，所述中心裂纹拉伸试样的为600～700℃，优选为650℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明公开了一种考虑拘束的中心裂纹拉伸试样的孕育期预测模型和方法，本发明利用大量模拟数据，拟合公式，提出了中心裂纹拉伸试样的孕育期预测方法。本发明的有益效果是:简化了中心裂纹拉伸试样的孕育期预测方法，并且考虑拘束参量，预测数据更加准确可靠。

附图说明

图1所示为本发明的中心裂纹拉伸试样的蠕变孕育期预测模型的结构示意图。

其中：1-试样本体，2-上孔，3-下孔，4-预制裂纹。

图2所示为本发明的中心裂纹拉伸试样的有限元模型示意图。图2为图1中结构的四分之一。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本实施例选取P92高温耐热钢。